مروری بر انرژی برق‌آبی جهان نشان داد
روند نزولی سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌‌‌های آبی
چرا برق‌آبی مهم است؟
در حال حاضر نیروگاه‌‌‌های آبی بیش از همه فناوری‌‌‌های تجدیدپذیر دیگر مجموعا برق تولید می‌کنند و انتظار می‌رود که تا دهه 2030 بزرگ‌ترین منبع تولید برق تجدیدپذیر در جهان باقی بمانند. همچنین نقش مهمی را در کربن‌زدایی سیستم قدرت و بهبود انعطافپذیری سیستم انرژی ایفا خواهند کرد. در حالی که انتظار می‌رود برق بادی و خورشیدی در نهایت از برق آبی پیشی بگیرد، اما این انرژی همچنان نقش کلیدی را به عنوان منبع انرژی قابل ارسال برای پشتیبان‌‌‌گیری از انرژی‌‌‌های تجدیدپذیر متغیر ایفا خواهد کرد.
چالش‌‌‌های برق آبی در حال حاضر چیست؟
بدون تغییرات عمده در سیاست، انتظار می‌رود که گسترش جهانی نیروگاه‌‌‌های آبی در این دهه کند شود. این انقباض ناشی از کاهش سرعت توسعه پروژه‌‌‌ها در چین، آمریکای لاتین و اروپاست. با این حال، افزایش رشد در آسیا و اقیانوسیه، آفریقا و خاورمیانه تا حدی این کاهش را جبران می‌کند. بارندگی‌‌‌های نامنظم فزاینده به دلیل تغییرات آب و هوایی نیز تولید برق آب را در بسیاری از نقاط جهان مختل می‌کند.
ردیابی برق آبی
در سال 2022 تولید برق آبی تقریبا 70 تراوات ساعت (نزدیک به 2 درصد) افزایش یافت و به 4300 تراوات ساعت رسید. نیروگاه‌‌‌های آبی همچنان بزرگ‌ترین منبع تجدیدپذیر برق هستند. در سناریوی انتشار خالص صفر تا سال 2050، نیروگاه‌‌‌های آبی متوسط نرخ رشد تولید سالانه نزدیک به 4درصد را در سال‌های 2030-2023 حفظ می‌کنند تا تقریبا 5500 تراوات ساعت برق در سال تولید کنند. در پنج سال گذشته متوسط نرخ رشد این نیروگاه‌‌‌ها کمتر از یک‌سوم میزان موردنیاز بود، که نشان‌‌‌دهنده نیاز به تلاش‌‌‌های قوی‌‌‌تر، بهویژه برای ساده‌‌‌سازی مجوزها و تضمین پایداری پروژه است. نیروگاه‌‌‌های آبی باید به عنوان ستون فقرات قابل اعتماد سیستم‌های برق پاک آینده شناخته شوند و بر این اساس مورد حمایت قرار گیرند.
سرمایه‌گذاری
اما سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌‌‌های آبی به روند نزولی خود ادامه می‌دهد و نیاز به تلاش‌‌‌های بسیار بیشتر برای دستیابی به سناریوی انتشار خالص صفر را برجسته می‌کند. سرمایه‌گذاری در ظرفیت جدید نیروگاه‌‌‌های آبی به روند نزولی خود ادامه داد و در سال 2022 با بیش از 10درصد کاهش به کمتر از 65 میلیارد دلار رسید. با در نظر گرفتن خط‌مشی پروژه‌‌‌ها، کاهش بیشتری در سرمایه‌گذاری در سال‌های آینده انتظار می‌رود که نیاز به تلاش بسیار بیشتری برای قرار دادن انرژی آبی در مسیر سناریوی انتشار خالص صفر را برجسته می‌کند.
نوآوری‌‌‌ها
نوآوری در صنعت برق آبی بر افزایش انعطافپذیری تولید برق برای پاسخگویی به نیازهای متغیر سیستم قدرت متمرکز است. برق آبی یک فناوری تثبیت‌شده انرژی تجدیدپذیر است که تقریبا 150 سال سابقه دارد. با این حال، نوآوری در این زمینه هرگز متوقف نشد و در حال حاضر عمدتا بر افزایش انعطافپذیری نیروگاه‌‌‌ها از طریق تغییر در طراحی توربین و الگوهای عملیاتی و از طریق دیجیتالی شدن متمرکز است. هدف اصلی این است که نیروگاه‌‌‌های برق آبی بتوانند نیازهای سیستم‌های قدرت مدرن با تقاضای متغیرتر و افزایش نفوذ انرژی‌‌‌های تجدیدپذیر متناوب را برآورده سازند. نیروگاه‌‌‌های آبی، بهویژه از نوع مخزنی، مناسب‌‌‌ترین نیروگاه‌‌‌ها برای ارائه سیستم قدرت با انعطافپذیری بدون آلایندگی بسیار موردنیاز هستند.
با وجود ناوگان برق آبی در بسیاری از اقتصادهای پیشرفته از موج بزرگ ساخت‌وساز دهه 1960 تا 1980، تقریبا 40درصد (476 گیگاوات) ناوگان جهانی حداقل 40 سال سن دارند (میانگین سنی 33 سال است). هنگامی که نیروگاه‌‌‌های برق آبی 45 تا 60 سال عمر می‌کنند، برای حفظ یا بهبود عملکرد و افزایش انعطافپذیری آنها به نوسازی اساسی نیاز است. علاوه بر نوسازی تجهیزات اصلی مانند توربین‌‌‌ها و ژنراتورها، سرمایه‌گذاری در نوسازی و دیجیتالی شدن می‌تواند انعطافپذیری نیروگاه را به میزان قابل‌توجهی افزایش دهد، نیروگاه را ایمن‌تر کند و مشکلات زیست محیطی و اجتماعی مانند مدیریت ناکافی خشکسالی و کنترل سیل را بسته به مقررات کشور حل کند.
مصرف جهانی برق آبی در سال 2022
بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان جهانی انرژی آبی شامل چین، برزیل و کانادا هستند. مصرف برق آبی در این کشورها به ترتیب 12.23 اگزاژول، 4 اگزاژول و 3.7 اگزاژول در سال 2022 بوده است. چند استان در کانادا بیش از 90درصد انرژی خود را از طریق برق آبی تولید می‌کنند. با توجه به منابع آبی فراوان و وسیع، پتانسیل تولید برق آبی کانادا هنوز بسیار بالاتر از مصرف فعلی انرژی آبی است. این در حالی است که بسیاری از تاسیسات برق آبی کانادا قبل از سال 1990 ساخته شده‌‌‌اند و بنابراین بازسازی و نوسازی نیروگاه‌‌‌های آن ضروری است.
برق آبی در جهان
ما در جهانی زندگی می‌‌‌کنیم که به طور فزاینده‌‌‌ای به انرژی‌‌‌های تجدیدپذیر علاقه‌مند است و احتمالا نیروگاه آبی قدیمی‌‌‌ترین شکل تولید انرژی سبز است که ما داریم. با این حال، فقط به دلیل قدیمی بودن آن به این معنی نیست که هنوز مفید نیست. بزرگ‌ترین تولیدکنندگان برق آبی در جهان مقدار زیادی برق برای تامین انرژی تجهیزات و فناوری‌‌‌های جدید محتاج برق در جامعه مدرن به کار می‌‌‌برند.
مصرف برق آبی در جهان به طور کلی طی دهه‌‌‌های گذشته افزایش یافته است و در سال 2021 به 40.3 اگزاژول رسیده است. این یکی از منابع تجدیدپذیر پیشرو در سراسر جهان به دلیل انعطافپذیری و سازگاری آن است. انرژی آبی مدت‌‌‌هاست که می‌تواند نیازهای برق بار پایه و اوج و تقاضای غیرمنتظره را برآورده کند. در واقع سه نوع اصلی از نیروگاه‌‌‌های برق آبی وجود دارد. برق آبی در 150 کشور تولید می‌شود. در سال 2015، انرژی آبی مسوول تولید تقریبا 17درصد از انرژی جهان بود. در حال حاضر، 70درصد از برق تجدیدپذیر را نیز بر عهده دارد.
بزرگ‌ترین تولیدکنندگان برق آبی
به دلیل ساخت‌وساز مداوم و نوآوری‌‌‌های تکنولوژیکی، بزرگ‌ترین تولیدکنندگان برق آبی در جهان از نظر جمعیت و درصد تولید برق آبی بر اساس کشور دائما در حال تغییر هستند. همچنین به‌‌‌دست آوردن اطلاعات دقیق در رابطه با پروژه‌‌‌های برق آبی به طور کلی دشوار است، زیرا بسیاری از آنها در مقیاس کوچک‌تر ساخته می‌‌‌شوند و تاثیر آنها همیشه به صورت یکسان ثبت نمی‌شود. در حال حاضر، چین به عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده برق آبی در جهان در صدر فهرست قرار دارد، اما پس از آن برزیل، ایالات متحده، کانادا و روسیه قرار دارند. خبر خوب این است که کشورهای بیشتری در حال مبارزه برای رسیدن به این فهرست هستند.
هند به توسعه چند پروژه بزرگ برق آبی ادامه می‌دهد که انتظار می‌رود ظرفیت قابل‌توجهی در سال‌های آینده آنلاین شود. برق آبی یکی از فناوری‌‌‌های حیاتی برای تحقق تعهد برای رسیدن به ظرفیت 500 گیگاوات برق غیرفسیلی در سال 2030 است. اروپا در سال 2022 تقریبا 2 گیگاوات ظرفیت انرژی آبی ذخیره‌‌‌سازی پمپاژ را راه‌‌‌اندازی کرد که بیشترین مقدار از سال 1990 تاکنون است. هدف دو پروژه در سوئیس و پرتغال نیز تسهیل ادغام PV خورشیدی و باد است. در آگوست 2022، ایالات متحده قانون کاهش تورم را تصویب کرد که حمایت را در قالب اعتبار مالیاتی برای فناوری‌‌‌های برق آبی افزایش داده و گسترش می‌دهد.
بزرگ‌ترین سدهای تولید برق در جهان
نمونه‌‌‌هایی از استفاده از انرژی آبی در سراسر جهان در مقیاس‌‌‌های بسیار متفاوت وجود دارد. موارد زیادی از برق آبی به صورت محلی در خندق‌‌‌های زهکشی‌شده کوچک تولید می‌شود که به خودی خود بسیار مفید هستند، اما برای تولید انبوه مناسب نیستند. «سه‌دره» بزرگ‌ترین پروژه برق آبی در جهان است زیرا بیشترین میزان برق آبی را در جهان تولید می‌کند. این رودخانه در چهار‌هزار مایلی رودخانه یانگ‌تسه، سومین رودخانه طولانی در جهان واقع شده است. در اینجا چند واقعیت در مورد نیروگاه Three Gorges آورده شده است:
پس از تکمیل، هزینه آن حدود 30 میلیارد دلار برآورد شد. این طرح در پایان یک دهه از عمر خود شروع به سودآوری خواهد کرد.
سد بتنی و فولادی بیش از یک مایل طول و شش‌هزار فوت ارتفاع دارد. بیش از 500 تن فولاد برای ساخت آن موردنیاز بود که برای ساخت 60 سازه برج ایفل کافی است.
سد سه‌دره دارای 34 ژنراتور برای تولید نیروی برق آبی معادل 50 میلیون تن زغال‌‌‌سنگ یا 25 میلیون تن نفت است.
این سد دارای یک مخزن 400 مایل مربعی است که یک سازه برای جلوگیری از سیل است. این سازه این امکان را به کشتی‌‌‌های باری بزرگ می‌دهد تا در داخل آن تردد کنند. با این حال، همچنین منجر به نابودی بیش از صد شهر شد.
این سد بیش از 11 برابر بیشتر از سد هوور، یکی از بزرگ‌ترین سدهای ایالات متحده آمریکا، برق تولید می‌کند.
کسانی که به نمایش بصری علاقه دارند گفته‌‌‌اند که سد سه‌دره آنقدر بزرگ است که اولین ساکنان زمین در ماه می‌توانند آن را از آنجا ببینند. این پروژه زمین‌‌‌های قابل‌توجهی را در برخی از حومه‌‌‌های زیبای چین اشغال کرد. فعالان محیط‌زیست نگرانی‌های مداوم خود را در مورد این پروژه ابراز کرده‌‌‌اند. علاوه بر زمین‌‌‌های از دست رفته به واسطه سد سه‌دره، برای احداث آن بیش از یک میلیون و 250هزار نفر آواره شدند. برخی از گیاهان بومی این منطقه در حال حاضر در خطر انقراض هستند. به طور کلی، Three Gorges بیش از یک مشارکت‌‌‌کننده اصلی در چین به عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده انرژی آبی در جهان است. همچنین یکی از باورنکردنی‌‌‌ترین سازه‌‌‌های ساخته دست بشر است که در این نسل دیده‌‌‌ایم.
